攪拌樁截滲施工的改進方法

趙德珍，王明波，李 朋

（龍口市水務局，山東 龍口 265701）

目前，我國對壩、堤、堰等水利工程的截滲施工采取的方法有多種。截滲板墻及“高噴”是目前截滲效果較好的兩種施工方法，具有截滲性能好，施工速度快等特點，但由于成本高，投資大，其僅能在重要壩體、短距離范圍內(nèi)施工。而帷幕灌漿則適宜截滲范圍大、戰(zhàn)線長、壩下地形復雜等情況下施工，但截滲效果不徹底，有的投資相當大。

攪拌樁截滲施工是近幾年水利工程施工中采取的一項新技術(shù)。該技術(shù)是利用水泥作為固化劑的主劑，利用攪拌樁機將水泥噴入土體并充分攪拌，使水泥與土發(fā)生一系列物理化學反應，使軟土硬結(jié)而提高基礎(chǔ)強度和穩(wěn)定性，其主要應用于軟土地基的處理。

1 施工優(yōu)點及存在問題

1.1 施工優(yōu)點

一是施工中使用普通水泥即可，與原堤壩土攪拌構(gòu)成墻體，充分利用原有土體，因地制宜，節(jié)省資源；二是工程造價低，且成墻質(zhì)量可靠，具有混凝土墻與高噴灌漿的截滲效果和使用壽命；三是施工簡單易行，不用開槽，避免了因開槽引起的塌孔；四是截滲墻與原堤壩緊密結(jié)合，整體性較好，能夠達到很好的截滲效果。

該方法施工設備簡單，施工戰(zhàn)線可以較長，且施工速度快，工期較短，一般河堤、塘壩及非重要工程的壩體采取此施工方法較多。用于攪拌樁施工的機械設備常見于單頭、雙頭及多頭機型，其中單頭設備具有操作簡單、維修方便、故障率低、施工速度快的優(yōu)點。

1.2 存在問題

由于鉆桿長度及機械工率限制，攪拌樁施工適宜孔深為10～20m。因攪拌樁機械更多地考慮 “攪拌”，較少考慮鉆進性能，所用鉆頭型式只適宜沙壤土、黏土及其他非巖性土層，鉆進過程中若遇硬質(zhì)土層，特別遇含巖石層，則鉆進困難，甚至無法鉆進。施工后的堤壩隨地下巖石面形成一透水層。

2 改進方法及措施

攪拌樁施工若要保證鉆孔深度，攪拌均勻，遇硬質(zhì)土層及巖石能夠正常鉆進，而不至隨基巖形成透水層，需對攪拌樁施工設備作一些改進，其關(guān)鍵是入巖鉆進的改進。現(xiàn)場施工發(fā)現(xiàn)，攪拌樁設備鉆機鉆頭結(jié)構(gòu)為一底部噴漿孔，上部焊接葉片（3片或4片）的型式。經(jīng)多次觀察，此種型式只能攪拌，無強鉆進性能，有的遇硬質(zhì)土層施工時，僅在葉片端部焊接合金片，以提高攪拌性能，但不能從根本上解決硬質(zhì)土層特別是巖石的鉆進。解決辦法可嘗試采取下面兩種型式。

2.1 二次鉆進法

二次鉆進法是將鉆頭改裝成螺紋連接式兩種型式鉆頭。首次鉆進采取普通葉片鉆頭鉆進（即正常攪拌鉆進），提鉆后拆卸鉆頭，連接加焊合金之錐型鉆頭作二次鉆進。其錐型鉆頭如圖1，鉆頭要求錐底直徑同葉片直徑，以保證各柱樁的搭接尺寸。錐體焊接合金片要梅花型布置，噴漿孔要設置2個，一個設于錐體上部，一個置于錐體端部，以保證入巖錐體部分與一次鉆進柱樁接樁。錐體高度及錐度視入巖深度確定（可做成幾種型號）。這樣，根據(jù)施工要求二次鉆至相應深度，使其噴漿與巖層碎巖充分攪拌結(jié)合，從而達到截滲目的，提鉆機時需緩慢進行，以保證錐型坑內(nèi)充滿攪拌物，不致出現(xiàn)孔隙。

2.2 一次鉆進法

將單頭攪拌樁葉片鉆頭改型或在原鉆頭底部加裝錐型鉆頭可大大提高攪拌樁機械鉆入巖深度。在原鉆頭緊靠葉片底部加裝一錐型十字鉆頭 （可與葉片做成一體），形狀如圖2，其鉆頭上部與葉片直徑相同，按入巖深度錐變到頂部。十字錐體外緣及頂部焊接合金片或其他鉆削鋼塊，以保證強行鉆進。另外，鉆頭要設置兩個噴漿孔，一個設于葉片底部，用于攪拌噴漿；一個設于鉆頭頂端部，用于入巖噴漿。最終形成一定深度的入巖樁體。

3 兩種型式比較及方法選擇

以上兩種方法理論可行，建議施工單位做一嘗試。對于一般性土層及截滲要求不太高的堤壩施工可采取一次鉆進成型。這樣可提高施工速度，達到快速截滲的目的。而對地質(zhì)復雜，要求入巖較深的截滲施工則應采取二次鉆進法，雖操作復雜，施工速度較慢，但可達到理想截滲效果。

圖1 錐型鉆頭

圖2 錐型十字鉆頭

以上是對攪拌樁截滲墻施工的問題分析與改進建議，在施工過程中應根據(jù)實際情況，對該方法加以靈活運用，以達到最佳截滲效果。